Schema lecției: „Propulsie cu reacție. Explorarea spațiului”

Scopuri si obiective:

1. Dezvoltare: introducere în utilizarea propulsiei cu reacție.

2. Educațional: studiul principiului și teoriei propulsiei cu reacție.

3. Educațional: familiarizarea cu istoria dezvoltării propulsiei cu reacție și a oamenilor de știință care au lucrat în dezvoltarea și aplicarea propulsiei cu reacție.

Echipament pentru lecție:

1. Setul educațional și metodologic „Fizica 9”.

2. Afiș „Rachetă în mai multe etape”.

3. Computer, videoproiector, C D Ecran „Open Physics”.

4. Modelul unei rachete.

Planul de lecție.

Repetiţie

Ce este impulsul?

De ce impulsul este o mărime vectorială?

Cum este direcționat impulsul?

Care este unitatea de măsură pentru impuls?

Principala proprietate a impulsului...

De ce trebuie să apăsați strâns patul armei pe umăr când trageți?

Planul de lecție.

Mișcarea reactivă este mișcarea care are loc atunci când o anumită masă este separată de sistem cu o anumită viteză.

Propulsie cu reacție în natură: meduze, calmari etc.

Legea conservării impulsului pentru sistemul rachetă-gaz.

Pentru sistemul rachetă-gaz, conform legii conservării impulsului, avem:

m g v 0g + m r v 0r= m g v g + m r v r

Deoarece v 0r = 0 și v 0p = 0,

atunci m g v g + m r v r = 0, de unde

m r v r = - m g v g şi

v r = - m g v g/ m r

Primul satelit artificial al Pământului

Pe 4 octombrie 1957, omenirea a intrat în era explorării spațiale. În această zi, primul satelit artificial sovietic al Pământului a fost lansat pe orbita joasă a Pământului. Oamenii de știință și inginerii sovietici au rezolvat cele mai complexe probleme științifice și tehnice asociate cu crearea rachetelor și tehnologiei spațiale și cu asigurarea zborului spațial. Această realizare extraordinară a devenit o dovadă convingătoare a capacităților inepuizabile ale minții umane și a demonstrat în mod clar nivelul fără precedent de știință și tehnologie în țara noastră.
Vehiculul de lansare, după ce a furnizat o primă viteză de evacuare de 7,9 km/sec la sfârșitul fazei active, a lansat satelitul pe o orbită geocentrică (aproape de Pământ) cu o distanță maximă de suprafața Pământului (la apogeu) de 947 km. și un decalaj minim (la perigeu) de 228 km . Greutatea satelitului era de 83,6 kg, corpul său avea forma unei mingi cu un diametru de 0,58 m.
Primul explorator spațial a lucrat activ timp de trei săptămâni. Cu ajutorul acestuia s-au efectuat primele măsurători ale densității atmosferice și s-au obținut date despre propagarea semnalelor radio în ionosferă.
Primele orbite ale satelitului au devenit primii pași ai astronauticii mondiale.

Primul avion cu reacție de pasageri intern este Tu-104.

Propulsie cu reacție în aviație și artilerie.

Repetiţie. Generalizare

După ce principiu se mișcă meduzele și sepia?

Care este esența propulsiei cu reacție?

Se poate mișca o rachetă în spațiu?
Poate un ventilator instalat pe punte să propulseze o barcă cu pânze?
Ce determină viteza unei rachete?

Explicați ideea unei rachete în mai multe etape?

Tema pentru acasă: § 22, repetă § 21; Nr. 351, 353 (în plus).

Prezentare pe tema:

Prezentare pe tema: Propulsie reactivă. Completat de eleva de clasa a X-a Valeria Bashaeva; profesor: Gilevici O.G.

„Propulsie cu reacție”

elevi de clasa a X-a

Bashaeva Valeria

Profesor: Gilevici O.G.

Descărcați:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

Prezentare pe tema: „Propulsie cu reacție” elevă în clasa a X-a Valeria Bashaeva Profesor: O.G Propulsie cu reacție.

Mișcarea reactivă este o mișcare care are loc datorită separării unei părți a acesteia de corp cu o anumită viteză. Principiile propulsiei cu reacție găsesc o largă aplicație practică în aviație și astronautică.

Pentru a obține propulsia cu reacție, nu este necesară nicio interacțiune a corpului cu mediul.

Din istoria dezvoltării...

Primul proiect al unei rachete cu echipaj uman a fost în 1881 proiectul unei rachete cu motor cu pulbere al celebrului revoluționar Nikolai Ivanovici Kibalcici (1853-1881).

După ce a fost condamnat de curtea regală pentru participarea la uciderea împăratului Alexandru al II-lea, Kibalcici, aflat în condamnatul la moarte, cu 10 zile înainte de execuție, a transmis administrației închisorii o notă în care descrie invenția sa. Dar oficialii țariști au ascuns acest proiect de oamenii de știință. A devenit cunoscut abia în 1916.

În 1903, Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky a propus primul proiect al unei rachete pentru zborul spațial folosind combustibil lichid și a derivat o formulă pentru viteza unei rachete. În 1929, omul de știință a propus ideea creării de trenuri-rachete (rachete în mai multe etape).

Lansați dispozitivul vehiculului

Serghei Pavlovici Korolev a fost cel mai mare proiectant de rachete și sisteme spațiale. Sub conducerea sa, au fost lansate primii sateliți artificiali din lume ai Pământului, Lunii și Soarelui, prima navă spațială cu echipaj și prima plimbare spațială cu echipaj.

La 4 octombrie 1957, în țara noastră a fost lansat primul satelit artificial Pământului din lume. Pe 3 noiembrie 1957, un satelit a fost lansat în spațiu cu câinele Laika la bord. Pe 2 ianuarie 1959, a fost lansată prima stație interplanetară automată, Luna-1, care a devenit primul satelit artificial al Soarelui.

Pe 12 aprilie 1961, Yuri Alekseevich Gagarin a efectuat primul zbor spațial cu echipaj uman din lume pe satelitul Vostok-1.

Semnificația explorării spațiului 1. Utilizarea sateliților pentru comunicare. Implementarea comunicatiilor telefonice si televizoare. 2. Utilizarea sateliților pentru navigația navelor și aeronavelor. 3. Utilizarea sateliților în meteorologie și pentru studierea proceselor care au loc în atmosferă; prognozarea fenomenelor naturale. 4. Utilizarea sateliților pentru cercetarea științifică, implementarea diferitelor procese tehnologice în condiții de imponderabilitate, clarificarea resurselor naturale. 5. Utilizarea sateliților pentru a studia spațiul și natura fizică a altor corpuri din Sistemul Solar. etc.

Slide 1

Slide 2

Derivarea formulei pentru viteza unei rachete în timpul decolării Conform celei de-a treia legi a lui Newton: F1 = - F2, unde F1 este forța cu care racheta acționează asupra gazelor fierbinți, iar F2 este forța cu care gazele resping racheta. Modulele acestor forțe sunt egale: F1 = F2. Forța F2 este forța reactivă. Să calculăm viteza pe care o poate dobândi racheta. Dacă impulsul gazelor ejectate este egal cu Vg mg, iar impulsul rachetei este Vр mр, atunci conform legii conservării impulsului se obține: Vg mg = Vр mр, De unde vine viteza rachetei: Vр = Vг mг / mр

Slide 3

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky Ideea de a folosi rachete pentru zborurile spațiale a fost propusă la începutul secolului al XX-lea de savantul, inventatorul și profesorul rus Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Tsialkovsky a dezvoltat teoria mișcării rachetei, a derivat o formulă pentru calcularea vitezei acestora și a fost primul care a propus utilizarea rachetelor în mai multe etape.

Slide 4

Primul cosmonaut de pe planetă și proiectant-șef de rachete interne și tehnologie spațială, Serghei Pavlovici Korolev, este un om de știință și designer sovietic, director al tuturor zborurilor spațiale. Iuri Alekseevici Gagarin, primul cosmonaut, a înconjurat Pământul pe 12 aprilie 1961 în 1 oră și 48 de minute cu nava spațială Vostok.

Slide 5

Mișcarea reactivă Mișcarea reactivă are loc datorită faptului că o parte a acesteia este separată de corp și se mișcă, în urma căreia corpul însuși capătă un impuls direcționat opus.

Slide 6

Principiul propulsiei cu reacție își găsește o largă aplicație practică în aviație și astronautică. Nu există niciun mediu în spațiul cosmic cu care un corp ar putea interacționa și, prin urmare, să-și schimbe direcția și magnitudinea vitezei sale. Prin urmare, numai aeronavele cu reacție pot fi folosite pentru zboruri spațiale, adică. rachete.

Slide 7

O diagramă vizuală a designului unei rachete cu o singură etapă. Orice rachetă, indiferent de design, are întotdeauna o carcasă și combustibil cu un oxidant. Figura prezintă o secțiune transversală a unei rachete. Vedem că carcasa rachetei include sarcina utilă (nava spațială), compartimentul instrumentelor și motorul (camera de ardere, pompe etc.).

Slide 8

Rachete cu mai multe etape În practica zborului spațial, se folosesc de obicei rachete cu mai multe etape, care dezvoltă viteze mult mai mari și sunt concepute pentru zboruri mai lungi. Figura prezintă o diagramă a unei astfel de rachete. După ce combustibilul și oxidantul primei trepte sunt consumate, această etapă este automat eliminată și motorul din etapa a doua preia etc. Reducerea masei totale a rachetei prin aruncarea unei etape deja inutile economisește combustibil și oxidant și crește viteza rachetei.

Prezentare pentru o lecție de fizică în clasa a IX-a pe tema „Propulsie cu reacție”
Autorul materialului: Olga Ivanovna Marchenko, profesor de fizică de cea mai înaltă categorie de calificare, Instituția de Învățământ Municipal-Școala Gimnazială Nr. 3, Marx, Regiunea Saratov
Marks, 2015.

Lecție de „descoperire” de noi cunoștințe clasa a IX-a Marchenko Olga Ivanovna, profesor de fizică 2013
Propulsie cu reacție

Goluri. Educațional: 1. Dați conceptul de propulsie cu reacție, 2. Dați exemple de propulsie cu reacție în natură și tehnologie. 3. Descrieți scopul, structura, principiul de funcționare și utilizarea rachetelor. 4. Să fie capabil să determine viteza unei rachete, să poată folosi legea conservării impulsului și legea a III-a a lui Newton. 5. Arătați semnificația lucrărilor lui K.E Ciolkovski. și Korolev S.P. în dezvoltarea propulsiei rachetelor spațiale. Educațional: arătați semnificația practică a cunoștințelor fizice pe tema „Propulsie cu reacție”; creșterea muncii și a activității creative a elevilor, extinderea orizontului acestora prin autoeducare, Dezvoltare: dezvoltarea capacității de a analiza faptele la observarea fenomenelor; dezvoltați abilitățile de dialog cultural, exprimați și justificați punctul de vedere, apărați corectitudinea judecăților, analizați rezultatele.

Sistemul heliocentric al lumii
Profesor. - Știi cum funcționează sistemul nostru solar. Apropo, cum funcționează?
- Acum este timpul să începem un studiu detaliat al împrejurimilor sistemului solar
- Să aflăm ce este Soarele. Ce este Soarele?
Cum se numește o astfel de structură? De ce se numește așa?
- Știți ce planete fac parte din sistemul solar?
Apropo, care?
I. Motivația pentru activități educaționale.

(cea mai apropiată stea)
Drum spre spațiu. Nava spațială zbura de-a lungul rutei spațiale și stelele care se apropiau scânteiau și s-au stins, cum a putut, din ce zboruri și rătăciri, să se găsească brusc în spațiul interstelar?

Propulsie cu reacție
-Este timpul să plecăm în spațiu!
Este timpul să plecăm în spațiu! -Aflați: Cum să „ajungi” în spațiu.
Nava spațială zbura de-a lungul rutei spațiale și stelele care se apropiau scânteiau și s-au stins, cum a putut, din ce zboruri și rătăciri, să se găsească brusc în spațiul interstelar?

Dar mai întâi, să aflăm de ce ne putem mișca?
1. De ce ne putem deplasa pe pământ?

- împingeți de la sol
1. De ce ne putem deplasa - pe apă?

împinge din apă
3.De ce putem călători prin aer?
- împingeți din aer

De la ce să începi în spațiu? Cum să te muți acolo?
Sarcina 1. Minge cu jet
Concluzie. Aerul iese într-o direcție și mingea se mișcă în cealaltă.
Să facem puțină cercetare și să aflăm de la ce poate împinge un corp dacă nu există nimic de la care să împingă.
Sarcina 1. Balon cu jet Două persoane vor lua firul de pescuit de care este atașat tubul cu balonul și o vor trage. Umflați balonul și eliberați-l. Ce sa întâmplat cu mingea? Ce a determinat mingea să înceapă să se miște?

(aerul separat de el)
Concluzie: Aerul iese intr-o singura directie - caruciorul. se mută la altul.
Luați un cărucior cu un balon atașat. Umflați balonul printr-un pai. Pune căruciorul pe birou și eliberează mingea
Ce s-a întâmplat cu căruciorul? Ce a determinat căruciorul să înceapă să se miște?
(aerul separat de el)

Tema lecției: Propulsie cu reacție
Mișcarea reactivă este o mișcare care are loc atunci când orice parte a acesteia este separată de corp la o anumită viteză.

Minut de educație fizică
Arată-ți imaginația și încearcă să înfățișeze: caracatiță, calmar, meduză, castraveți.
Castravete „nebun”.
Caracatiță
Calmar

EXEMPLE DE MIȘCARE JET ÎN NATURĂ: Mișcarea cu jet este caracteristică caracatițelor, calmarilor, sepielor, meduzelor - toate, fără excepție, folosesc reacția (recul) unui curent de apă ejectat pentru înot

Propulsie cu reacție în tehnologie
DIN ISTORIA PROPULSIEI JET Primele artificii cu praf de pușcă și semnalizatoare au fost folosite în China în secolul al X-lea. În secolul al XVIII-lea, rachetele de luptă au fost folosite în timpul ostilităților dintre India și Anglia, precum și în războaiele ruso-turce. Propulsia cu reacție este utilizată acum în avioane, rachete și nave spațiale
Lansator de rachete

Rachetă
Exercita. Deschideți manualul p. 84 „Proiectarea și principiul funcționării unui vehicul de lansare”
Exemple de propulsie cu reacție în tehnologie
Deci, am găsit calea către spațiu - aceasta este propulsia cu reacție

mare om de știință și inventator rus, a descoperit principiul propulsiei cu reacție, care este considerat pe bună dreptate fondatorul tehnologiei rachetelor.
Konstantin Eduardovici Ciolkovski (1857-1935)
Fondatorii astronauticii:

Serghei Pavlovici Korolev (1907-1966)
designer de nave spațiale
Fondatorii astronauticii:

Iuri Alekseevici Gagarin1934-1968
Primul cosmonaut din istoria omenirii a efectuat primul zbor spațial cu echipaj uman pe 12 aprilie 1961 pe nava spațială Vostok.
Fondatorii astronauticii.

Slide 2

Fapte din istorie

Slide 3

Motor cu reacție

Un motor cu reacție este un motor care creează forța de tracțiune necesară mișcării prin conversia energiei inițiale în energia cinetică a curentului cu jet al fluidului de lucru. Un motor cu reacție creează forță de tracțiune numai prin interacțiunea cu fluidul de lucru, fără sprijin sau contact cu alte corpuri. Din acest motiv, este cel mai adesea folosit pentru a propulsa avioane, rachete și nave spațiale. Fluidul de lucru curge din motor cu turație mare și, în conformitate cu legea conservării impulsului, se generează o forță reactivă, împingând motorul în direcția opusă. Pentru a accelera fluidul de lucru, acesta poate fi folosit ca o expansiune a gazului încălzit într-un fel sau altul la o temperatură ridicată

Slide 4

Rachetă spațială

O rachetă este o aeronavă care se mișcă datorită forței reactive care apare atunci când o parte din propria sa masă este respinsă. Zborul unei rachete nu necesită neapărat prezența unui mediu de aer sau gaz înconjurător și este posibil nu numai în atmosferă, ci și în vid. O rachetă este un vehicul capabil să lanseze o navă spațială în spațiu. Modalități alternative de a ridica navele spațiale pe orbită, cum ar fi „liftul spațial”, sunt încă în faza de proiectare. Rachetele folosite pentru nevoile astronauticii se numesc vehicule de lansare deoarece transportă o sarcină utilă. Cel mai adesea, rachetele balistice în mai multe etape sunt folosite ca vehicule de lansare. Vehiculul de lansare se lansează de pe Pământ sau, în cazul unui zbor lung, de pe orbita unui satelit artificial de pe Pământ. În prezent, agențiile spațiale din diferite țări folosesc vehicule de lansare Atlas V, Ariane 5, Proton, Delta IV, Soyuz-2 și multe altele.

Slide 5

Navete spațiale

Naveta este o navă spațială americană de transport reutilizabilă. Naveta este lansată în spațiu folosind vehicule de lansare, manevrează pe orbită ca o navă spațială și se întoarce pe Pământ ca un avion. Se presupunea că navetele vor zbura ca navete între orbita joasă a Pământului și Pământ, livrând sarcini utile în ambele direcții. În timpul dezvoltării, s-a avut în vedere ca fiecare dintre navete să fie lansată în spațiu de până la 100 de ori. În practică, sunt folosite mult mai puțin. Până în septembrie 2009, cele mai multe zboruri - 37 - au fost efectuate de naveta Discovery. În total, au fost construite cinci navete între 1975 și 1991: Columbia (ars la aterizare în 2003), Challenger (explodat la lansare în 1986), Discovery, Atlantis și Endeavour. La sfârșitul anului 2010, naveta spațială va efectua ultimul zbor.

Slide 6

Calmar

Calamarul este cel mai mare locuitor nevertebrat din adâncurile oceanului. Se mișcă după principiul propulsiei cu jet, absorbind apa, apoi împingând-o cu o forță enormă printr-o gaură specială - o „pâlnie”, iar la viteză mare (aproximativ 70 km/h) împinge înapoi. În același timp, toate cele zece tentacule ale calmarului sunt adunate într-un nod deasupra capului său și capătă o formă simplă.

Slide 7

Konstantin Eduardovici Ciolkovski

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935) - om de știință rus și sovietic autodidact, cercetător, profesor de școală. Fondatorul astronauticii moderne. El a fundamentat derivarea ecuației propulsiei cu reacție și a ajuns la concluzia despre necesitatea de a folosi „trenuri de rachete” - prototipuri de rachete în mai multe etape. Autor de lucrări de aerodinamică, aeronautică și altele. Reprezentant al cosmismului rus, membru al Societății Ruse a Iubitorilor de Studii Mondiale. Autor de lucrări science fiction, susținător și propagandist al ideilor de explorare a spațiului. Tsiolkovsky a propus popularea spațiului cosmic folosind stații orbitale, a prezentat ideile unui lift spațial și un aeroglisor. El credea că dezvoltarea vieții pe una dintre planetele Universului va atinge o asemenea putere și perfecțiune, încât aceasta ar face posibilă depășirea forțelor gravitaționale și răspândirea vieții în tot Universul.

Slide 8

Lichidul de lucru

Corpul de lucru este un corp de material care se extinde atunci când îi este furnizată căldură și se contractă atunci când este răcit și efectuează munca de deplasare a corpului de lucru al unui motor termic. În evoluțiile teoretice, fluidul de lucru are de obicei proprietățile unui gaz ideal.

În practică, fluidul de lucru al motoarelor cu reacție este produșii de ardere ai combustibililor cu hidrocarburi (benzină, motorină etc.)